(57)【要約】【課題】対話式ディスプレイ表面用の縁部照明システムを提供すること。【解決手段】ディスプレイ表面６４ａの縁部１１４に隣接して配置されているレール１００に沿って間隔を空けて取り付けられている複数の光源６６を有する。レール内に形成された開口部９０は、その中に光源が挿入され、各々の光源が自由に動ける程度のサイズで、圧縮されたエラストマー部材１０８によって提供される力によって作用すると、各々の光源はディスプレイ表面の縁部に接触し、ディスプレイ表面を構成する素材内で光が内部反射することによって均一な照明を提供する。光源はレール上の凹面（放物面）１１２を越えて延び、凹面（放物面）は光源からの光を縁部へと反射する。ディスプレイ表面に接近するいかなるオブジェクトも、素材内で搬送されている光によって照らされる。【選択図】図４
2006146888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）電流で励起できるように電気回路に電気的に結合されている複数の光源と、
（ｂ）全長に沿って間隔を空けた位置の内部に形成された複数の開口部を有し、該複数の開口部の各々は、ほぼ直線状のアレイを構成する前記複数の光源のうちのそれぞれ異なる光源を受け入れて支持できるサイズであり、前記複数の光源の各々は、前記開口部に挿入され、該開口部内では自由に動くことができ、前記各々の光源の前部が、外側に延びるように構成された支持部材と、
（ｃ）前記複数の光源の各々の後部の背後に配置され、前記複数の光源が挿入される前記複数の開口部内で自由に動くことができる該光源の各々の前記後部に対抗する力を提供し、前記複数の光源の各々の前記前部を、該複数の光源によって放射された光が向けられる縁部に対して付勢するエラストマー部材と
を備えていることを特徴とする縁部照明システム。
【請求項２】
前記複数の光源は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１に記載の縁部照明システム。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤは、それぞれ不可視光を放射することを特徴とする請求項２に記載の縁部照明システム。
【請求項４】
前記複数のＬＥＤは、各々赤外線（ＩＲ光）の波長帯及び紫外線（ＵＶ光）の波長帯のいずれか１つにある光を放射することを特徴とする請求項２に記載の縁部照明システム。
【請求項５】
前記細長い支持部材は、凹曲面を有し、前記複数の光源の各々の前記前部は、前記凹曲面を越えて延び、該凹曲面は、前記複数の光源によって放射された光を、該複数の光源の各々の前記前部が接触している縁部へと反射するように機能することを特徴とする請求項１に記載の縁部照明システム。
【請求項６】
前記複数の開口部は、前記細長い支持部材の少なくとも１つの部分に沿う配置が、前記細長い支持部材の少なくとも１つの他の部分に沿う配置よりも狭い間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の縁部照明システム。
【請求項７】
前記エラストマー部材は、エラストマー素材の細長い一片を有し、該エラストマー素材の細長い一片は、前記細長い支持部材の前記全長に沿って延び、隣接する面と前記複数の光源の前記後部の間に配置され、前記エラストマー素材は、前記隣接する面と前記複数の光源の前記後部の間に配置されると圧縮されて、前記複数の光源の各々を、前記光源によって放射された前記光が向けられる縁部に向けて付勢する前記対抗する力を生み出すことを特徴とする請求項１に記載の縁部照明システム。
【請求項８】
導光性シートの縁部を照らすための縁部照明方法であって、
（ａ）複数の光源の各々が、細長い支持部材に相対する前記縁部に向かって自由に動くことができ、複数の光源が、前記導光性シートの前記縁部に向けた光を放射する配置となるように前記複数の光源を前記細長い支持部材内に取り付けるステップと、
（ｂ）前記各々の光源が、前記導光性シートの前記縁部に向かって動いて前記縁部に接触して別々に作用するように前記複数の光源の各々を付勢するステップと、
（ｃ）前記導光性シートの前記縁部に向けた光を放射するように前記複数の光源を励起するステップと
を有することを特徴とする縁部照明方法。
【請求項９】
前記取り付けるステップは、前記各々の光源が、挿入された前記開口部内で自由に動くことができ、前記光源の前部が、前記細長い支持部材の隣接する面を越えて延びるように、前記複数の光源の各々を前記細長い支持部材内に形成された複数の開口部のうちのそれぞれ異なる開口部へと挿入するステップを有することを特徴とする請求項８に記載の縁部照明方法。
【請求項１０】
前記複数の光源によって放射された光を前記細長い支持部材の隣接する面から前記導光性シートの前記縁部へと反射するステップをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の縁部照明方法。
【請求項１１】
前記付勢するステップは、前記複数の光源の各々の背後にエラストマー部材を提供して、前記複数の光源の各々に対抗する力を生み出すステップであって、該対抗する力が、前記複数の光源を、前記細長い支持部材に相対する方向に動いて前記導光性シートの前記縁部に接触して別々に作用することを特徴とする請求項８に記載の縁部照明方法。
【請求項１２】
前記エラストマー部材は、細長い一片へと形成されたエラストマー素材を有し、前記エラストマー部材が、前記面と前記複数の光源の後部の間に配置されて圧縮されるように、前記細長い支持部材を面に隣接するように取り付けるステップを有し、前記エラストマー素材の圧縮が、前記複数の光源の各々に前記対抗する力を生み出すことを特徴とする請求項９に記載の縁部照明方法。
【請求項１３】
前記複数の光源によって放射される前記光は、不可視波長帯内にあることを特徴とする請求項８に記載の縁部照明方法。
【請求項１４】
前記不可視波長帯は、赤外線（ＩＲ）の波長帯及び紫外線（ＵＶ）の波長帯のいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１３に記載の縁部照明方法。
【請求項１５】
前記複数の光源のうち少なくともいくつかを前記複数の光源の別の部分よりも狭い間隔で配置するステップをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の縁部照明方法。
【請求項１６】
（ａ）２つの対向する面の間の内部反射によって光を搬送する導光性シートであって、前記光は、前記導光性シートから前記２つの対向する面の間にわたってほぼ均一に放射される導光性シートと、
（ｂ）該導光性シートの縁部に隣接して配置される縁部照明アセンブリを備え、該縁部照明アセンブリが、
（ｉ）電流で励起できるように電気回路に電気的に接続されている複数の光源と、
（ｉｉ）全長に沿って間隔を空けた位置の内部に形成された複数の開口部を有し、該複数の開口部の各々が、ほぼ直線状のアレイを構成する前記複数の光源のうちの別々の光源を受け入れて支持できるサイズであり、前記複数の光源の各々が、前記開口部に挿入され、前記開口部内では自由に動くことができ、前記各々の光源の前部が、外側に延びているように構成された細長い支持部材と、
（ｉｉｉ）前記複数の光源の各々の後部の背後に配置され、前記複数の光源の各々の前記後部に対抗する力を提供して、前記複数の光源の各々の前記前部を付勢し、前記光源によって放射された前記光が向けられる前記導光性シートの前記縁部に接触させるエラストマー部材と
を備えていることを特徴とする縁部照明システム。
【請求項１７】
前記複数の光源は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項１８】
前記複数のＬＥＤは、不可視波長帯にある光を放射することを特徴とする請求項１７に記載の縁部照明システム。
【請求項１９】
前記複数のＬＥＤは、赤外線（ＩＲ）及び紫外線（ＵＶ）の波長帯のいずれか１つにある光を放射することを特徴とする請求項１７に記載の縁部照明システム。
【請求項２０】
前記導光性シートは、アクリルプラスチックを有することを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項２１】
前記細長い支持部材は、前記導光性シートの前記縁部に隣接して配置されている凹面を有し、該凹面は、前記複数の光源によって放射された光を前記導光性シートの前記縁部へと反射することを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項２２】
前記エラストマー部材は、細長い一片のような形状をしたエラストマー素材を有し、該エラストマー素材は、前記複数の光源の各々の後部と前記隣接する面の間で圧縮され、前記エラストマー素材の圧縮によって、前記複数の光源の各々を前記導光性シートの前記縁部に接触するように別々に作用する前記力が生み出されることを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項２３】
前記導光性シートの別の縁部に沿って配置されている少なくとも１つの他の縁部照明アセンブリをさらに有し、前記少なくとも１つの他の縁部照明アセンブリは、前記縁部照明アセンブリと実質的に同じであることを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの他の縁部照明アセンブリは、前記縁部照明アセンブリ内に前記複数の光源を含む場合とは異なる数の光源を有することを特徴とする請求項２３に記載の縁部照明システム。
【請求項２５】
前記複数の光源は、前記細長い支持部材に沿ってさまざまな間隔で配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の縁部照明システム。
【請求項２６】
前記複数の光源の一部は、前記細長い支持部材の中央よりも各端部の付近でより狭い間隔で配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の縁部照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ表面用の縁部照明システム及び縁部照明方法に関し、より詳細には、表面の１つ又は複数の縁部に沿って配置された複数の光源によって放射される不可視光を用いて、表面上に配置されたオブジェクトを照らすための対話式ディスプレイ表面用の縁部照明システム及び縁部照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ユーザは、仮想エンティティを特定の方法で動かすか、あるいは仮想環境を作り出すソフトウェアプログラムによって規定される他の何らかのアクション又は機能を仮想エンティティに実行させるマウス、ジョイスティック、ハンドル、ゲームパッド、トラックボール、又は他のユーザ入力デバイスを操作することによって、仮想環境内のエンティティと対話する。ユーザが仮想環境内でエンティティと対話した結果は、一般にディスプレイ上で見ることができる。例えば、ユーザは、従来の入力デバイスを使用して、ゲーム又は仮想環境内に表示される宇宙船やレーシングカーなどの仮想エンティティを制御するためのユーザ入力を提供することができる。
【０００３】
他の実施形態のユーザ入力は、ユーザの指やスタイラスの接触に反応するディスプレイを採用する。接触感応式ディスプレイ（ｔｏｕｃｈ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）は、静電容量や磁場強度の変化に反応して圧力によって起動し、弾性表面波を採用し、あるいはディスプレイ上の指やスタイラスの位置を示す他の変数に反応することができる。他のタイプの接触感知式ディスプレイ（ｔｏｕｃｈ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）は、ディスプレイスクリーンの周囲に沿って間隔を空けて配置された複数の光学センサを備え、これによって、スクリーンに接触する指やスタイラスの位置を感知することができる。これらの接触感知式ディスプレイの１つを使用して、ユーザは、表示される仮想エンティティ又はイメージをより直接的に制御することができる。例えば、ユーザは、表示された仮想エンティティに触れてそれを選択し、そのエンティティを接触感知式ディスプレイ上の新たな位置にドラッグするか、あるいはコントロールボタンに触れて、そのコントロールボタンをドラッグし、何らかのパラメータを変更することができる。
【０００４】
しかしながら、このような大半の接触感知式ディスプレイは、指やスタイラスが１つの点に接触することに対してのみ反応する。仮想環境との他のタイプの対話もあり、これは、ユーザにとってさらに豊かな経験を提供することができる。例えば、電子ゲームソフトウェアプログラムによって作り出される仮想環境は、スクリーン上に表示される仮想エンティティを含む場合が多いが、この仮想環境にとっては、ディスプレイ表面上に配置される物理的なオブジェクトにも反応できることが望ましい。大半の従来技術の接触感知式ディスプレイでは、指やスタイラスは、スクリーン上で選択を行ったり、要素をドラッグしたりするために使用される単なる他のタイプのポインティングデバイスとして扱われる。ディスプレイ表面が、その上に配置される物理的オブジェクトに反応する上で真に対話的であるためには、１つ又は複数の物理的オブジェクトが表面上のどこに配置されるかを感知できるだけでなく、表面上に配置される物理的オブジェクトのさまざまなタイプも感知できるべきであり、そうしたそれぞれのオブジェクトによって、ユーザに対してさまざまな対話的経験を提供することができる。しかしながら、従来の接触感知式ディスプレイで使用される容量性、電磁式、光学式、又は他のタイプのセンサは、通常、ディスプレイスクリーンに同時に接触する複数の指やオブジェクトの位置を同時に感知することはできず、したがって、その上に配置される複数の異なるタイプの物理的オブジェクトの位置やそれぞれの異なるタイプを感知することはできない。これらの従来技術の接触感知式システムは、一般に２つの接触点以上のものを感知することはできず、ディスプレイ表面に近接又は接触するオブジェクトの形状を感知することはできない。複数の接触点を感知できる容量性又は抵抗性、あるいは弾性表面波式の感知式ディスプレイ表面でさえ、ディスプレイ表面上に配置されるオブジェクトを何らかの妥当な解像度（詳細度）で撮像することはできず、ほとんどの場合、より望ましい単純なバーコードよりも高価な又は相対的に複雑なコーディングスキームが必要となる。これらのタイプの従来技術のシステムは、ディスプレイ表面上に配置される複数の異なるオブジェクトからそれぞれのオブジェクトを識別するために使用できるオブジェクト上のパターンや詳細な形状を感知することはできない。
【０００５】
従来技術において開発された他のユーザインターフェースアプローチは、水平なディスプレイスクリーンの横及び上に取り付けられたカメラを使用して、ディスプレイスクリーンに接触しているユーザの指や他のオブジェクトのイメージを視覚的に取り込む。複数のカメラを取り付けるこの構成は、ほとんどの人が住宅環境において使用したいと望むコンパクトなシステムでないことは明らかである。その上、このタイプの複数のカメラを取り付けるシステムが、ディスプレイ表面に接触又は近接しているオブジェクトに反応する際の精度は、システムと共に使用される、三次元空間においてオブジェクト及びその位置を視覚的に認識するためのソフトウェアの性能に依存する。さらに、カメラの１つから１つのオブジェクトへの視界は、介在するオブジェクトによって遮られる場合がある。また、指やオブジェクトがスクリーンに接触していることを推測することも難しく、このような視覚感知式システムは、込み入った較正を必要とすることが多い。審美的な観点からは、このようなシステムで使用できるオブジェクトは、そのオブジェクトに加えて、ユーザにとって最も目につきやすいコードを必要とし、したがって、オブジェクトが感知される様子がユーザに一目瞭然となるため、ユーザにとっては好ましいものではない。
【０００６】
上述した接触感知式ディスプレイのタイプに内在する問題の多くに対処するために、非特許文献１によって報告されているように、ＭＩＴ  Ｍｅｄｉａ  Ｌａｂでユーザインターフェースプラットフォームが開発された。このｍｅｔａＤＥＳＫは、二次元の地理的情報を表示するために使用される水平に近いグラフィカル表面を備えている。デスクユニットの内部（すなわち、グラフィカル表面の下）のコンピュータ視覚システムは、赤外線（ＩＲ）ランプ、ＩＲカメラ、ビデオカメラ、ビデオプロジェクタ、及びミラーを備えている。ミラーは、プロジェクタによってグラフィカルディスプレイ表面の下側に投射されるグラフィカルイメージを反射する。ＩＲカメラは、グラフィカル表面上に配置される「ｐｈｉｃｏｎ」というパッシブオブジェクトを感知することができる。例えば、「Ｇｒｅａｔ  Ｄｏｍｅ  ｐｈｉｃｏｎ」の最下部に適用されているＩＲマーキングをＩＲカメラが感知すると、これに反応して、ＭＩＴキャンパスの地図がグラフィカル表面上に表示され、地図内でのＧｒｅａｔ  Ｄｏｍｅの実際の位置は、Ｇｒｅａｔ  Ｄｏｍｅ  ｐｈｉｃｏｎの場所に配置されている。グラフィカル表面上でＧｒｅａｔ  Ｄｏｍｅ  ｐｈｉｃｏｎを動かすと、ユーザによるｐｈｉｃｏｎの動きに応じて地図を回転又は平行移動することによって、表示されている地図が操作される。
【０００７】
ディスプレイ表面上のオブジェクトを感知するための類似のアプローチが、非特許文献２に開示されている。これらの非特許文献は、「ＨｏｌｏＷａｌｌ」及び「ＨｏｌｏＴａｂｌｅ」について簡潔に説明しており、これらは双方ともＩＲ光を使用して、ディスプレイ表面に近接又は接触しているオブジェクトを感知し、ディスプレイ表面上では、後方投射されたイメージを見ることができる。後方投射パネル（ｒｅａｒ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｐａｎｅｌ）は、ＨｏｌｏＷａｌｌに対しては垂直で、ＨｏｌｏＴａｂｌｅに対しては水平であり、また半透明かつ拡散性であり、これによってオブジェクトは、パネルに近づき、そして接触するにつれて、よりはっきりと見えるようになる。このようにして感知されるオブジェクトは、ユーザの指や手、又は他のオブジェクトである場合がある。
【０００８】
【非特許文献１】Brygg Ullmer and Hiroshi Ishii in "The metaDESK: Models and Prototypes for Tangible User Interfaces," Proceedings of UIST 10/1997:14-17
【非特許文献２】several papers published by Jun Rekimoto of Sony Computer Science Laboratory, Inc. in collaboration with others
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＲ光を使用して、ディスプレイ表面に接触又は近接しているオブジェクトを感知する従来技術の対話式表面のそれぞれは、表面から離れて配置されるＩＲ光源を採用し、このＩＲ光源は、ディスプレイ表面のうちのオブジェクトが接触又は近接している側とは反対側から表面へＩＲ光を向ける。このアプローチに伴う問題は、オブジェクトを照らすＩＲ光が、望ましいレベルの均一さを持たないことである。光源としてＩＲ光源のアレイを使用する場合でさえ、表面を通過して、表面の他の側に近接している何らかのオブジェクトによって反射されるＩＲ光は、表面上のさまざまな地点ごとに強度が大幅に異なる。したがって、ディスプレイ表面に接触又は近接しているオブジェクトを照らすためのより均一なＩＲ光の光源を開発して、ＩＲ感応式カメラや他の適切な光検出器が受け取る反射されたＩＲ光に基づいて、オブジェクト及びそのオブジェクトの任意の所望の光学特性をより効果的に感知できるようにすることが望ましい。この応用例には、不可視光の他の波長帯を使用することもできるため、紫外線（ＵＶ光）などの他の波長帯の光や可視光でさえ、この同じアプローチを使用できるはずである。
【００１０】
プラスチックシート（ｓｈｅｅｔ  ｏｆ  ｐｌａｓｔｉｃ）の表面上のテキストを均一に照らすために使用されている１つのアプローチは、縁部照明を採用している。例えば、非常口の表示板は、アクリルプラスチックシートを使用している場合が多く、このアクリルプラスチックシートは、内部反射を利用して縁部からシート全体にわたって光を伝導するように特別に加工されており、光が表面から均一に拡散できるように特別に設計されている。アクリルプラスチックの前又は後ろにある不透明でないオブジェクトは、すべてシート型の光源によって効果的に照らされる。可視光の光源は、通常、蛍光灯か、又は表面に取り付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）のいずれかであった。光源は、アクリルシートの縁部の１つに配置される。光源からアクリルシートへ光を最適に搬送するには、光源はシートの縁部に接触しているべきである。表面に取り付けられたＬＥＤを使用する従来技術のアプローチに伴う１つの問題は、プリント基板片上の表面に取り付けられるすべてのＬＥＤがアクリルシートの縁部とじかに接触している状態を確実に維持するのが困難なことである。表面に取り付けられるＬＥＤの少なくともいくつかは、容易にシートの縁部との接触状態から外れ、その結果、アクリルシートの表面のテキストに当たる照明が不均一になる場合がある。蛍光灯をアクリルシートの縁部と接触させる方が維持しやすいが、蛍光灯は可視光を放つものであり、まったく可視光を放つことなくＩＲ光のみを放射する蛍光灯は存在しない。したがって、望ましい波長帯の光を放射する光源のそれぞれがアクリルシートの縁部との接触を確実に維持する縁部照明システム及び縁部照明方法を提供することが望ましい。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、表面の１つ又は複数の縁部に沿って配置された複数の光源によって放射される不可視光を用いて、表面上に配置されたオブジェクトを照らすための対話式ディスプレイ表面用の縁部照明システム及び縁部照明方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つ又は複数の（例えば、アレイの）光源を使用して、対話式ディスプレイ表面に近接又は接触しているオブジェクトを照らすことに伴う問題に対処するための縁部照明システムを開発した。この開発した縁部照明システムは、対話式ディスプレイテーブルに近接又は接触しているオブジェクトをＩＲで照らすことに特に適用できるが、他の応用例があることは明らかであり、表面に取り付けられたＬＥＤでは、ＬＥＤのいくつかがディスプレイの縁部との接触状態から外れる場合が多く、あるいはカップリング流体、ゲル、又はオイルを使用する必要があるが、これとは対照的に、光源がディスプレイの縁部と接触するように個々に付勢されるため、表面を照らす場合でさえ従来技術のシステムよりもさらに効率的であることが分かっている。
【００１３】
したがって、本発明の一実施態様は、電流で励起できるように電気回路に電気的に結合されている複数の光源を備えた縁部照明システムを対象としている。また、支持部材の全長に沿って間隔を空けた位置の内部に形成された複数の開口部を有する細長い支持部材も備えている。複数の開口部の各々は、複数の光源の１つを受け入れて支持できるサイズであり、ほぼ直線状のアレイを構成している。光源の各々は、開口部の１つに挿入され、その開口部内では自由に動くことができる。各々の光源の前部は、細長い支持部材から外側に延びている。エラストマー部材が、光源の後部の背後に配置され、その後部に対抗する力を提供する。光源は、開口部内で自由に動くことができるため、そのように付勢され、これによって、各々の光源の前部は縁部に最適に接触し、光源によって放射された光は、その縁部に向けられる。
【００１４】
複数の光源は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましいが、代わりに他のタイプの光源を使用することもできる。１つの応用例では、各々のＬＥＤは、不可視光、すなわち、赤外線（ＩＲ光）の波長帯か、又は紫外線（ＵＶ光）の波長帯のいずれかの光を放射する。
【００１５】
必須ではないが、細長い支持部材は、凹曲面（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｕｒｖｅｄｓｕｒｆａｃｅ）を有すると有益な場合があり、これによって複数の光源の各々の前部は、この凹曲面を越えて延びる。そしてこの凹曲面は、複数の光源によって放射された光を、各々の光源の前部が接触している縁部へと反射する。
【００１６】
１つの構成では、複数の開口部は、細長い支持部材の少なくとも１つの部分に沿った配置は、細長い支持部材の少なくとも他の部分に沿った配置よりも狭い間隔で配置されている。例えば、細長い支持部材の端部付近では、光源をより狭い間隔で配置することが好ましい場合がある。
【００１７】
本実施形態のエラストマー部材は、エラストマー素材の細長い一片を有し、これは、細長い支持部材の全長に沿って延び、隣接する面と複数の光源の後部の間に配置されている。このエラストマー素材は、この構成で圧縮され、これによって複数の光源の各々を、光源によって放射された光が向けられる縁部に向けて最適に付勢する力を生み出す。
【００１８】
本発明の他の実施態様は、導光性シートの縁部を照らすための縁部照明方法を対象としている。この縁部照明方法は、複数の光源を細長い支持部材内に取り付け、これによって複数の光源の各々が、支持部材に相対する縁部に向かって自由に動くことができ、複数の光源が、導光性シートの縁部に向けた光を放射するように配置されるステップを有している。そして複数の光源の各々が付勢され、これによって各々の光源は、導光性シートの縁部に向かって動いてその縁部に接触するように別々に作用する。次いで、複数の光源を励起できるようにし、これによって複数の光源は、導光性シートの縁部に向けた光を放射する。この縁部照明方法の他のステップは、一般に、上述した縁部照明片（ｅｄｇｅ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｓｔｒｉｐ）の要素によって実行される機能との整合性を有している。
【００１９】
本発明の上述した実施態様及び付随する利点の多くは、以降の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することによってよりよく理解するほど、より容易に認識できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
＜本発明を実装するための典型的なコンピューティングシステム＞
図１は、本発明を実施する際に使用する入力データ及び出力データを処理するのに適した一般的な従来のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を示す機能ブロック図で、本発明と共に使用できる適切な典型的なシステムが示されている。このシステムは、汎用コンピューティングデバイスを従来のＰＣ２０の形態を備え、これは、処理装置２１と、システムメモリ２２、及びシステムバス２３を備えている。このシステムバス２３は、システムメモリ２２を含むさまざまなシステムコンポーネントを処理装置２１に結合し、メモリバス又はメモリコントローラと、ペリフェラルバスと、さまざまなバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスとを含む複数のタイプのバス構造のいずれにすることもできる。システムメモリ２２は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）２４及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２５を備えている。基本入出力システム２６（ＢＩＯＳ）は、起動中などにＰＣ２０内の要素間における情報伝達を補助する基本ルーチンを備え、ＲＯＭ２４内に格納されている。ＰＣ２０は、ハードディスク（図示せず）との間で読み取り及び書き込みを行うためのハードディスクドライブ２７、取り外し可能な磁気ディスク２９との間で読み取りや書き込みを行うための磁気ディスクドライブ２８及びコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）や他の光メディアなどの取り外し可能な光ディスク３１との間で読み取りや書き込みを行うための光ディスクドライブ３０をさらに備えている。ハードディスクドライブ２７と、磁気ディスクドライブ２８及び光ディスクドライブ３０は、それぞれハードディスクドライブインターフェース３２と、磁気ディスクドライブインターフェース３３、及び光ディスクドライブインターフェース３４によってシステムバス２３に接続されている。これらのドライブ及びその関連するコンピュータ可読メディアは、ＰＣ２０用のコンピュータ可読機械命令と、データ構造と、プログラムモジュール、及び他のデータの不揮発性の記憶を提供する。本明細書に記載されている典型的な環境では、ハードディスクと、取り外し可能な磁気ディスク２９、及び取り外し可能な光ディスク３１を採用しているが、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ベルヌーイカートリッジ、ＲＡＭ、ＲＯＭなど、コンピュータによってアクセス可能なデータ、及び機械命令を保存できる他のタイプのコンピュータ読取可能なメディアも、この典型的な動作環境において使用できる。
【００２１】
オペレーティングシステム３５と、１つ又は複数のアプリケーションプログラム３６と、他のプログラムモジュール３７、及びプログラムデータ３８を含む複数のプログラムモジュールをハードディスク、磁気ディスク２９、光ディスク３１、ＲＯＭ２４、又はＲＡＭ２５上に格納することができる。ユーザは、キーボード４０及びポインティングデバイス４２などの入力デバイスを介してＰＣ２０にコマンド及び情報を入力し、制御入力を提供することができる。ポインティングデバイス４２は、マウス、スタイラス、ワイヤレスリモコン、又は他のポインタを含むことができるが、本発明に関しては、ユーザは入力及び制御用に対話式ディスプレイを採用できるため、こうした従来のポインティングデバイスは省略することができる。以降で使用する「マウス」という用語は、スクリーン上のカーソルの位置を制御する上で有用な実質的にすべてのポインティングデバイスを包含することを意図している。他の入力デバイス（図示せず）は、マイクロフォン、ジョイスティック、ハプティックジョイスティック（ｈａｐｔｉｃ  ｊｏｙｓｔｉｃｋ）、操縦桿、フットペダル、ゲームパッド、衛星放送受信用アンテナ、スキャナなどを含むことができる。これら及び他の入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスは、システムバス２３に結合されているＩ／Ｏインターフェース４６を介して処理装置２１に接続される場合が多い。Ｉ／Ｏインターフェースという用語は、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、キーボードポート、及び／又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）専用に使用されるそれぞれのインターフェースを包含することを意図している。システムバス２３は、また、カメラインターフェース５９に接続され、このカメラインターフェース５９は、対話式ディスプレイ６０に結合されて、後述するようにその内部に含まれているデジタルビデオカメラから信号を受け取る。デジタルビデオカメラは、代わりにＵＳＢバージョン２．０ポートなどの適切なシリアルＩ／Ｏポートに結合することもできる。任意選択で、モニタ４７は、ビデオアダプタ４８などの適切なインターフェースを介してシステムバス２３に接続することができるが、本発明の対話式ディスプレイテーブルは、さらに豊かなディスプレイを提供し、情報の入力及びソフトウェアアプリケーションの制御のためにユーザと対話することができ、したがって、ビデオアダプタに結合されることが好ましい。ＰＣは、（サウンドカード又は他のオーディオインターフェース（図示せず）を介した）スピーカ及びプリンタなどの他の周辺出力デバイス（図示せず）に結合される場合が多い。
【００２２】
ＰＣ２０は、また、リモートコンピュータ４９などの１つ又は複数のリモートコンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク化された環境内で動作することもできる。リモートコンピュータ４９は、別のＰＣ、（通常は一般的にＰＣ２０にきわめて類似した構成の）サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス、あるいは人工衛星又は他の一般的なネットワークノードとすることができ、図１には外部メモリストレージデバイス５０しか示されていないが、通常はＰＣ２０に関連する上述の要素の多く又はすべてを備えている。図１に示されている論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）５１及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）５２を含んでいる。こうしたネットワーキング環境は、オフィス、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、及びインターネットにおいてよく見受けられる。
【００２３】
ＬＡＮネットワーキング環境において使用する場合、ＰＣ２０は、ネットワークインターフェース又はアダプタ５３を介してＬＡＮ５１に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境において使用する場合、ＰＣ２０は通常、モデム５４か、又はケーブルモデム、ＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）インターフェース、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）インターフェースなど、ＷＡＮ５２上で、例えば、インターネット上で通信を確立するための他の手段を含んでいる。モデム５４は、内蔵型又は外付け型とすることができ、システムバス２３に接続されるか、又はＩ／Ｏデバイスインターフェース４６を経由して、すなわち、シリアルポートを介してバスに結合されている。ネットワーク化された環境では、ＰＣ２０によって使用されるプログラムモジュール、又はその一部をリモートメモリストレージデバイス内に格納することができる。示されているネットワーク接続は、代表的なものであり、無線通信及び広帯域ネットワークリンクなど、コンピュータ間に通信リンクを確立する他の手段も使用できる。
【００２４】
＜典型的な対話式表面＞
図２は、対話式テーブルの内部を示す図であり、対話式テーブルのハードウェアコンポーネントと、対話式テーブル内で光が辿る経路及びテーブルの表面上に接触して又は間隔を空けて配置される典型的なオブジェクトを示している。この対話式ディスプレイ６０は、フレーム６２内にＰＣ２０を備え、コンピュータ用の光学入力及びビデオディスプレイデバイスの双方として機能する。この対話式ディスプレイテーブルの切断図では、テキスト及びグラフィックイメージを表示するために使用される光線は、一様に点線を使用して示されており、その一方で、対話式ディスプレイテーブルのディスプレイ表面６４ａ上に接触して又はわずかな間隔を空けて配置されるオブジェクトを感知するために使用される赤外線（ＩＲ光線）は、破線を使用して示されている。ディスプレイ表面６４ａは、対話式ディスプレイテーブルの上面６４内に設置されている。テーブル表面の外周は、ユーザの腕や、ディスプレイ表面６４ａ上に表示されているグラフィックイメージや仮想環境と対話するために使用できるオブジェクトを含むその他のオブジェクトを支える上で有用である。
【００２５】
好ましくは、ＩＲ  ＬＥＤを含む複数のＩＲ光源６６は、縁部照明レール１００及び１００’内に取り付けられ、ディスプレイ表面６４ａの対向する縁部に沿って配置される。この図２では、各々の縁部照明レール上にＩＲ光源６６が１つしか示されていないが、ディスプレイ表面６４ａをきわめて均一に照らすには、各々の縁部照明レールに沿って間隔を空けた位置にこのようなＩＲ光源を複数配置するのが好ましい。ＩＲ光源６６が発するＩＲ光は、ディスプレイ表面６４ａ内で内部反射し、次いで、表面を通って均一に放射される。したがって、ベラム（ｖｅｌｌｕｍ）又は光拡散特性を有する他の適切な半透明のシートからなる半透明層６４ｂが、任意選択でディスプレイ表面６４ａ上に提供される。近接オブジェクト（ｆｏｖｅｒ  ｏｂｊｅｃｔ）７６ｂや、「接触」オブジェクト７６ａなどのすべてのオブジェクトが、ディスプレイ表面６４ａから放射されるＩＲ光によって照らされる。したがって、ＩＲ光源６６からのＩＲ光は、ディスプレイ表面６４ａの上にある又は近接しているすべてのオブジェクトから反射される。縁部照明レール１００及び１００’については、以下で詳細に説明する。ＩＲ光源が発する赤外線は、
・いかなるオブジェクトも照らさずにテーブル表面を抜け出るか、
・テーブル表面に接触しているオブジェクトを照らすか、又は
・破線７８ｃによって示されているように、テーブル表面のすぐ上にあるがテーブル表面には接触していないオブジェクトを照らす場合がある。
【００２６】
ディスプレイ表面６４ａを通り抜けるＩＲ光を拡散させるためにディスプレイ表面上に半透明層６４ｂを採用している場合、オブジェクトがディスプレイ表面６４ａ上に近づくにつれて、そのオブジェクトによって反射されるＩＲ光の量は増大し、そのオブジェクトが実際にディスプレイ表面に接触した時点で最大レベルに達する。オブジェクトが実際にディスプレイ表面に接触するまでそのオブジェクトを感知する必要のない用途では、半透明層６４ｂを省略できることは明らかであり、これによって、実際にディスプレイ表面に接触している接触オブジェクトが、縁部照明レール１００及び１００’によって提供されるＩＲ光を用いて撮像される際の鮮明度が改善される。
【００２７】
ディスプレイ表面６４ａの下にあるフレーム６２の、ディスプレイ表面６４ａ上に配置された任意の接触オブジェクト又は近接オブジェクトから反射されるＩＲ光を受け取るのに適した位置に、デジタルビデオカメラ６８が取り付けられている。このデジタルビデオカメラ６８は、ＩＲ透過フィルタ８６ａを備えており、このＩＲ透過フィルタ８６ａは、ＩＲ光のみを透過させ、点線８４ａに沿ってディスプレイ表面６４ａを通り抜ける周囲の可視光を遮断する。バッフル７９がＩＲ光源６６とデジタルビデオカメラの間に配置され、ＩＲ光源から直接放射されるＩＲ光がデジタルビデオカメラに入るのを防止している。これは、このデジタルビデオカメラの生成する出力信号が、ディスプレイ表面６４ａ上に近接又は接触しているオブジェクトから反射されたＩＲ光にのみ反応し、ディスプレイ表面上に接触又は近接しているオブジェクトから反射されたＩＲ光のイメージに対応することが好ましいためである。デジタルビデオカメラ６８は、また、上からディスプレイ表面６４ａを通り抜けて対話式ディスプレイの内部へと至る周囲の光に含まれている任意のＩＲ光（例えば、点線８４ａによって示されている経路に沿って進む周囲のＩＲ光）にも反応することは明らかであろう。
【００２８】
テーブル表面上に接触又は近接しているオブジェクトから反射されたＩＲ光は、
・破線８０ａ及び８０ｂによって示されているように、半透明層６４ｂを通り抜け、ＩＲ透過フィルタ８６ａを介して、デジタルビデオカメラ６８のレンズへと反射されて戻るか、又は
・破線８０ｃによって示されているように、デジタルビデオカメラ６８のレンズには入らずに、対話式ディスプレイの内部の他の内側表面によって反射又は吸収される場合がある。
【００２９】
半透明層６４ｂは、入射と反射の双方のＩＲ光を拡散させる。したがって、上述したように、ディスプレイ表面６４ａにより近い「近接」オブジェクトは、ディスプレイ表面からさらに遠くにある同じ反射率のオブジェクトよりも多くのＩＲ光をデジタルビデオカメラ６８へ反射する。このデジタルビデオカメラ６８は、その撮像フィールド内の「接触」オブジェクト及び「近接」オブジェクトから反射されたＩＲ光を感知して、その反射されたＩＲ光のイメージに対応するデジタル信号を生成し、このデジタル信号は、ＰＣ２０に入力されて、そうしたそれぞれのオブジェクトの位置、ならびに任意選択でそのオブジェクトのサイズ、向き、及び形状を割り出すために処理される。オブジェクトの一部（ユーザの前腕など）がテーブルの上に間隔を空けて配置され、その一方で別の部分（ユーザの指など）がディスプレイ表面と接触している場合がある。その上、オブジェクトは、そのオブジェクトに固有の、又はそのオブジェクトをメンバーに持つ関連オブジェクトのクラスに固有のＩＲ光反射模様又はコード化された識別子（例えば、バーコード）をその底面に含む場合がある。したがって、デジタルビデオカメラ６８からの撮像信号は、また、本発明によれば、その反射模様から反射されたＩＲ光に基づいて、こうしたそれぞれの特定のオブジェクトを感知するため、ならびにその向きを割り出すために使用することもできる。この機能を実行するために実施される論理的ステップについては、以下に説明する。
【００３０】
ＰＣ２０は、図２に示されているように、対話式ディスプレイテーブル６０と一体化することもでき、あるいは代わりに、図３の実施形態に示されているように対話式ディスプレイテーブルの外部に設置することもできる。
【００３１】
図３は、外部ＰＣに結合された対話式ディスプレイテーブルを示す等角図である。対話式ディスプレイテーブル６０’は、データケーブル６３を介して外部ＰＣ２０へ接続されている（上述したように、外部ＰＣ２０は任意選択のモニタ４７を含む）。また、この図３に示されているように、直交する一組のＸ軸及びＹ軸がディスプレイ表面６４ａに結合されており、さらに、原点が「０」によって示されている。具体的には示されていないが、直交するそれぞれの軸に沿った複数の座標位置を使用して、ディスプレイ表面６４ａ上のいかなる位置を示すこともできる。
【００３２】
対話式ディスプレイテーブルは、（図３に示すように）外部ＰＣ２０に、又はセットトップボックス、テレビゲーム、ラップトップコンピュータ、メディアコンピュータ（図示せず）などの何らかの他のタイプの外部コンピューティングデバイスに接続される場合、入力／出力デバイスを備えている。対話式ディスプレイテーブル用の電力は、電源リード線６１を介して提供され、この電源リード線６１は、従来の交流（ＡＣ）線電源（図示せず）に結合されている。データケーブル６３は、対話式ディスプレイテーブル６０’へ接続され、ＰＣ２０上のＵＳＢ２．０ポート、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４（すなわち、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ）ポート、又はイーサネット（登録商標）ポートに結合することができる。無線接続の速度は上昇の一途を辿っているため、対話式ディスプレイテーブルは、このような高速の無線接続や、他の何らかの適切な有線又は無線のデータ通信リンクを介して、ＰＣ２０などのコンピューティングデバイスに接続できることも考えられる。対話式ディスプレイの一体化された部分として内部に含まれるか、あるいは外部に含まれるかを問わず、ＰＣ２０は、デジタルビデオカメラ６８からのデジタルイメージを処理するためのアルゴリズムを実行し、対話式ディスプレイテーブル６０のより直観的なユーザインターフェース機能の長所を引き立てて使用するように設計されているソフトウェアアプリケーションを実行し、さらには、特にそのような機能を活用するようには設計されていないが対話式ディスプレイテーブルの入力及び出力機能を十分に活用できる他のソフトウェアアプリケーションを実行する。さらに他の選択肢として、対話式ディスプレイは、外部コンピューティングデバイスに結合することができるが、外部ＰＣによって実行されないイメージ処理及び他のタスクを行うための内蔵コンピューティングデバイスを含むこともできる。
【００３３】
対話式ディスプレイテーブルの（すなわち、上述した双方の実施形態の）重要で強力な機能は、ゲームや他のソフトウェアアプリケーション用のグラフィックイメージや仮想環境を表示して、ディスプレイ表面６４ａ上に見えるグラフィックイメージや仮想環境と、接触オブジェクト７６ａなどのディスプレイ表面上に配置されているオブジェクトや、近接オブジェクト７６ｂなどのディスプレイ表面のすぐ上にわずかな間隔を空けて配置されているオブジェクトとの対話を可能にする機能である。そのようなオブジェクト、ならびにユーザによって動かされているユーザの指や他のオブジェクトを視覚的に感知することは、この対話式ディスプレイテーブルの機能であり、これによって、この豊かな対話が著しく容易なものとなる。
【００３４】
再び図２を参照すると、対話式ディスプレイテーブル６０は、ビデオプロジェクタ７０を備え、このビデオプロジェクタ７０を使用して、グラフィックイメージ、仮想環境、又はテキスト情報をディスプレイ表面６４ａ上に表示する。ビデオプロジェクタは、少なくとも６４０×４８０ピクセルの解像度を有するＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）又はＤＬＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）タイプあるいはＬＣｏＳ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）ディスプレイタイプであることが好ましい。対話式ディスプレイテーブルの内部では、ビデオプロジェクタによって放射されるＩＲ光が、ディスプレイ表面６４ａ上に接触又は近接している（１つ又は複数の）オブジェクトから反射されるＩＲ光に干渉する可能性があるため、ビデオプロジェクタによって放射されるＩＲ光が対話式ディスプレイテーブルの内部に入らないように、ビデオプロジェクタ７０のプロジェクタレンズの前にＩＲ遮断フィルタ８６ｂが取り付けられている。第１のミラーアセンブリ７２ａは、点線の経路８２ａに沿ってプロジェクタレンズから進んでくる投射された光の向きを変えて、フレーム６２内の透明の入光部９０ａを通過させ、これによって、この投射された光は第２のミラーアセンブリ７２ｂ上に入射する。第２のミラーアセンブリ７２ｂは、経路８２ｂに沿って投射された光を半透明層６４へ反射し、この半透明層６４はプロジェクタレンズの焦点に位置しており、これによって、投射されたイメージは、表示用のディスプレイ表面６４ａ上で焦点の合った状態で見ることができる。
【００３５】
位置合わせデバイス７４ａ及び７４ｂが提供されており、これは、第１及び第２のミラーアセンブリの角度を調整するためのネジ棒及び回転可能な調整ナット７４ｃを備え、これによって、ディスプレイ表面上に投射されるイメージがディスプレイ表面と確実に位置合わせされる。これら２つのミラーアセンブリを使用すると、投射されたイメージを所望の方向へ向けるだけでなく、プロジェクタ７０と半透明層６４ｂの間の経路がより長くなり、さらに重要なことに、対話式ディスプレイテーブルの所望のサイズ及び形状を得る上で役立ち、これによって、対話式ディスプレイテーブルは過度に大きくならず、ユーザが隣に快適に座れるようなサイズ及び形状となる。
【００３６】
＜縁部照明システムの詳細＞
図４及び図５は、本発明による縁部照明システムの好ましい一実施形態の詳細を示す図で、図４は、側部断面図であり、ディスプレイ支持部材及びディスプレイ表面の外周に対して縁部照明システムがどのように配置されるかを示している。また、図５は、縁部照明システムの一部及びその内部に取り付けられた複数のＬＥＤを示す前部断面図である。
【００３７】
図４の断面図に示されているように、この縁部照明システムは、プラスチック又は金属のレール１００を備えている。図５に示されているレールの短い部分にさらに明確に示されているように、複数の開口部９０が、レール１００内に間隔を空けて形成されている。複数のＬＥＤ６６のうちの１つが、それぞれの開口部９０に挿入される。開口部の直径は、矢印９２によって示されているように、ＬＥＤが縦方向に自由に動ける分だけＬＥＤの直径よりもわずかに長いため、各々のＬＥＤの周りには隙間が提供される。各々のＬＥＤ６６がディスプレイ表面６４ａの縁部１１４の方向へ縦に動くのを制限するものは、ＬＥＤの底部１０２だけであり、この底部１０２は、開口部９０の直径を超える程度に外側へ放射状に延びている。しかし、縁部１１４の隣にレールを取り付ける際は、ＬＥＤの前部がディスプレイ表面の縁部に接触する前に底部１０２がレールに接触することのないよう隙間を制限するように注意する。
【００３８】
底部１０２の片側に沿った平板１０４は、レール１００上の表面９４と相互作用するため、開口部９０内のそれぞれのＬＥＤの回転位置（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を決定する際の鍵として機能する。後述するＬＥＤを相互接続するための電気回路の詳細な説明から明らかになることだが、すべてのＬＥＤを開口部９０内で同じ回転配置（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）で設置することが重要であり、平板１０４によって、すべてのＬＥＤ６６は、同一の相対的回転配置（ｓａｍｅ  ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）でしか開口部９０に挿入できなくなる。
【００３９】
この縁部照明システムの重要な特徴は、すべてのＬＥＤ６６が、ディスプレイ表面６４ａの縁部１１４と接触するように個々に及び別々に作用する（ｕｒｇｅ）ことであり、これによって、ＬＥＤの放射した光が、カップリング流体、ゲル、又はオイルを必要とせずに、確実に均一な強度でディスプレイ表面６４ａに伝達される。ＬＥＤ６６は、開口部９０内で縦方向に自由に動くことができるため、ＬＥＤのそれぞれを縁部１１４に向けて付勢し（ｂｉａｓ）、縁部と接触させることが重要である。したがって、対話式テーブルの外周部分の隣接する面と、それぞれの底部１０２の後ろ側（すなわち、底部に接しているリード線１０６）との間にエラストマー部材１０８を配置する。エラストマー部材１０８は、圧縮すると復元力を発揮するゴム又は類似のエラストマー素材の細長い一片を含むことが好ましい。エラストマー部材１０８を構成するエラストマー素材によって生み出されるこの復元力によって、各々のＬＥＤ６６は、上述したように個々に付勢され、縁部１１４と直接に接触する。表面に取り付けられる光源は、プリント基板上に固定され、各々のＬＥＤが、隣接するディスプレイ表面の縁部に向かって別々に動くことはできないが、これとは対照的に、ＬＥＤ６６は、すべて別々に付勢されて縁部１１４と接触し、したがって、より効率よく光をディスプレイ表面６４ａに伝達する。
【００４０】
必須ではないが、この典型的な実施形態では、レール１００はまた凹曲面１１２を有し、この凹曲面１１２は放物面として形成されることが好ましい。各々のＬＥＤ６６の前部は、凹曲面１１２を越えて十分に延び、これによって、各々のＬＥＤ６６の発光部分（具体的には図示せず）は、一様に放物面の焦点に配置される。結果として、ＬＥＤによって縁部１１４からそれるすべての方向へ放射された光は、図４の線１１８によって示されているように、反射されて縁部へと戻る。
【００４１】
レール１００は、光反射性が相対的に高い表面を有するアルミニウムなどの金属から形成することが好ましい。あるいは、レールをプラスチック素材から押し出し成形することもでき、これに対しては、凹面１１２上にミラーコーティングを施すことが好ましい。開口部９０は、レール１００の全長に沿って所望の間隔を空けた位置にパンチ又はドリルによって設置する。図４に示されている例では、レール１００の底部は、ディスプレイ表面６４ａを支えるへり１１６を有し、対話式テーブルのフレーム内に形成された棚１１０上に載っている。
【００４２】
本実施形態におけるディスプレイ表面６４ａの縁部１１４は、「ダイヤモンド」並みの光沢を有しており、これによって、縁部に向けられた光は、ディスプレイ表面を構成する素材に容易に入射する。この好ましい実施形態では、ディスプレイ表面６４ａを構成する素材は、縁部に伝達された光を効率よく内部反射し、ディスプレイ表面全体にわたって光を均一に放射するように特別に設計された特殊なアクリルプラスチックである。このタイプの適切なアクリルプラスチックは、ＥＬＩＴ（商標）という製品名でＡｔｏｆｉｎａから、またＧＳ−１００２（商標）という製品名でＣｙｒｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能である。この素材に固有の特徴は、縁部に伝達された光を効率よく内部反射することに加えて、内部反射されている光が表面全体にわたって非常に均一に放射されることである。したがって、図２に関連して上述したように、ＬＥＤ６６によって放射されたＩＲ光は、ディスプレイ表面６４ａを抜け出て、オブジェクト７６ａ及び７６ｂを照らし、これらのオブジェクトから反射されて、表面を通過して戻り、ＩＲビデオカメラ６８によって受け取られる。より具体的には、オブジェクト７６ａがディスプレイ表面６４ａに近づくか、又は半透明層６４ｂに近づく際、ディスプレイ表面を構成するアクリルプラスチック素材内で内部反射されているＩＲ光は、均一に放射され、オブジェクトの下面を照らす。
【００４３】
図６は、ディスプレイ表面内で内部反射光として搬送される照明を提供する縁部照明システムを備えた対話式テーブルを示す等角図である。対話式テーブル６０と共に使用する縁部照明システムは、ディスプレイ表面６４ａの片側に沿ってレール１００を、反対側に沿ってレール１００’を採用することが好ましい。レール１００’はまた、（この図には示していないが）レールの全長に沿って間隔を空けた位置に配置されている複数のＬＥＤ６６を備えている。レール１００及び１００’内に配置されているこれらのＬＥＤは、図６の線１２０及び１２２によって図示されているように、不可視のＩＲ光を放射し、このＩＲ光は、ディスプレイ表面６４ａの反対側の縁部に伝達され、ディスプレイ表面を構成するアクリルプラスチック内で内部反射する。この実施形態では、ディスプレイ表面の両側にこのような２本のレールを使用するが、本発明のいくつかの応用例では、とりわけディスプレイ表面の面積がいくらか小さい場合は、片側に沿って１本のレールを配置するだけで、ディスプレイ表面に接触するオブジェクトを照らすための光を提供するのに十分な場合もあることは明らかなはずである。同様に、他の応用例では、ディスプレイ表面の３つ以上の縁部に沿って配置された３本以上のレールを使用して、所望のレベルの照明を提供することが適切な場合もある。
【００４４】
対話式テーブル６０に関して考慮すべき重要な点は、ディスプレイ表面６４ａに接触又は近接しているオブジェクトを照らす光が、ディスプレイ表面の全体にわたって実質的に均一になることである。縁部照明レールは、ディスプレイ表面６４ａの両側に配置されるため、縁部照明レール１００及び１００’の中央よりも端部においてＬＥＤ６６をより狭い間隔で配置することによって、より均一な照明が得られることが経験的に分かっている。
【００４５】
図７Ａ及び図７Ｂは、２つの縁部照明レールを示す後部断面図で、ディスプレイ表面の対向する縁部に取り付けられる第１及び第２の縁部照明レール用に異なる数のＬＥＤを使用する典型的な実施形態用の直列／並列の配線構成を示す図で、２つの縁部照明レール上のＬＥＤ間のさまざまな間隔を示している。つまり、各々のレールの全長に沿って配置されるＬＥＤ６６間のさまざまな間隔を明確に示している。その上、レール１００とレール１００’とでは異なる数のＬＥＤ６６が取り付けられていることは、これらの図７Ａ，図７Ｂから明らかなはずである。レール１００は、レール１００’と比べてＩＲビデオカメラ６８から遠くにあるため、レール１００上には、より狭い間隔でＬＥＤを配置すべきであることも経験的に分かっている。対話式テーブル６０と共に使用される本発明の好ましい実施形態では、合計９６個のＬＥＤ６６が２本のレール内に含まれており、レール１００は５２個のＬＥＤを含む一方で、レール１００’は４４個のＬＥＤしか含んでいない。
【００４６】
また、図７Ａ及び図７Ｂは、底部１０２の後ろ側を示しており、ＬＥＤを相互接続するために使用される直列／並列の回路構成を示している。相互接続されたリード線１２２は、はんだ付けされ、直列に接続されている隣のＬＥＤに連結されている。レール１００上では、リード線１２６ａの一端は、直流（ＤＣ）電源（これらの図には示されていない）の負極に接続され、その他端は、レールの右端にある最初のＬＥＤのカソードに接続されている。同様にリード線１２６ｂは、ＤＣ電源の負極を別のＬＥＤ６６のカソードに接続している。ＤＣ電源の正極は、リード線１２４ａ及び１２４ｂを介して他の２つのＬＥＤのアノードに接続されている。同様の方法で、ＤＣ電源の負極は、リード線１３０ａ及び１３０ｂを介してレール１００’上のＬＥＤのカソードに接続されており、その一方でＤＣ電源の正極は、リード線１２８ａ及び１２８ｂによって他の２つのＬＥＤのアノードに接続されている。
【００４７】
図８は、本発明の好ましい一実施形態用に使用されるＬＥＤの直列／並列の相互接続を示す電気回路概略図である。対話式テーブル６０上で使用される本発明の実施形態に関して、電源１４０に対する９６個のＬＥＤの直列／並列の相互接続を示している。ＤＣ電源の正極は、リード線１４２を介して（任意選択の）８個のカレントレギュレータ１４４のそれぞれの片側に接続されており、各々のカレントレギュレータは１２個のＬＥＤ６６に直列に接続され、この１２個のＬＥＤ６６は相互に直列に接続されている。直列に接続されたＬＥＤの各グループ内の１２番目のＬＥＤのカソードは、リード線１４６を介して電源１４０の負極に接続されている。このようにして、直列に接続された１２個のＬＥＤからなる８つのグループが相互に並列に連結され、電源によって提供される電流によって励起される。
【００４８】
対話式テーブル６０と共に使用される本発明の好ましい実施形態では、ＩＲ光のみを放射するＬＥＤを採用しているが、代わりにＵＶ光のみを放射するＬＥＤを採用することも考えられる。この場合、ディスプレイ表面６４ａにそれぞれ接触又は近接している接触オブジェクト又は近接オブジェクトから反射される光を感知するために、ＵＶ感知型ビデオカメラが採用される。さらに、この対話式テーブルでは、ディスプレイ表面上に接触又は近接して配置されているオブジェクトを照らして感知するために不可視光のみを採用しているが、ディスプレイ表面の縁部に接触するよう促すことができるＬＥＤ又は他の適切な光源によって放射される可視光によって表面を均一に照らすように本発明を応用することもできることは明らかであろう。したがって、本発明は、不可視光によって表面を照らすことのみに限定されるものではない。
【００４９】
本発明について、本発明及びそれに対する変更を実施する好ましい形態との関連から説明したが、添付の特許請求の範囲内で本発明に対して他にも多くの変更を実施できることを当業者なら理解するであろう。したがって、本発明の技術的範囲は、けっして上述した説明によって限定されることを意図するものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を実施する際に使用する入力データ及び出力データを処理するのに適した一般的な従来のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を示す機能ブロック図である。
【図２】対話式テーブルの内部を示す図で、対話式テーブルのハードウェアコンポーネント、対話式テーブル内で光が辿る経路、及びテーブルの表面上に接触して又は間隔を空けて配置される典型的なオブジェクトを示す図である。
【図３】外部ＰＣに結合された対話式ディスプレイテーブルを示す等角図である。
【図４】本発明による縁部照明システムの一実施形態を示す側部断面図で、ディスプレイ支持部材及びディスプレイ表面の外周に対して縁部照明システムがどのように配置されるかを示す図である。
【図５】縁部照明システムの一部及びその内部に取り付けられた複数のＬＥＤを示す前部断面図である。
【図６】ディスプレイ表面内で内部反射光として搬送される照明を提供する縁部照明システムを備えた対話式テーブルを示す等角図である。
【図７Ａ】２つの縁部照明レールを示す後部断面図で、ディスプレイ表面の対向する縁部に取り付けられる第１及び第２の縁部照明レール用に異なる数のＬＥＤを使用する典型的な実施形態用の直列／並列の配線構成を示す図で、２つの縁部照明レール上のＬＥＤ間のさまざまな間隔を示す図である。
【図７Ｂ】２つの縁部照明レールを示す後部断面図で、ディスプレイ表面の対向する縁部に取り付けられる第１及び第２の縁部照明レール用に異なる数のＬＥＤを使用する典型的な実施形態用の直列／並列の配線構成を示す図で、２つの縁部照明レール上のＬＥＤ間のさまざまな間隔を示す図である。
【図８】本発明の好ましい一実施形態用に使用されるＬＥＤの直列／並列の相互接続を示す電気回路概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
２０  ＰＣ
２１  処理装置
２２  システムメモリ
２３  システムバス
２４  読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）
２５  ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２６  基本入出力システム２６（ＢＩＯＳ）
２７  ハードディスクドライブ
２８  磁気ディスクドライブ
２９  磁気ディスク
３０  光ディスクドライブ
３１  光ディスク
３２  ハードディスクドライブインターフェース
３３  磁気ディスクドライブインターフェース
３４  光ディスクドライブインターフェース
３５  オペレーティングシステム
３６  アプリケーションプログラム
３７  プログラムモジュール
３８  プログラムデータ
４０  キーボード
４２  ポインティングデバイス
４６  Ｉ／Ｏインターフェース
４７  モニタ
４８  ビデオアダプタ
４９  リモートコンピュータ
５０  外部メモリストレージデバイス
５１  ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
５２  ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）
５３  ネットワークインターフェース又はアダプタ
５４  モデム
５９  カメラインターフェース
６０  対話式ディスプレイ
６１  電源リード線
６２  フレーム
６４  対話式ディスプレイテーブルの上面
６４ａ  ディスプレイ表面
６４ｂ  半透明層
６６  ＩＲ光源（ＬＥＤ）
６８  デジタルビデオカメラ
７０  ビデオプロジェクタ
７２ａ  第１のミラーアセンブリ
７２ｂ  第２のミラーアセンブリ
７４ａ，７４ｂ  位置合わせデバイス
７４ｃ  調整ナット
７６ａ  「接触」オブジェクト
７６ｂ  近接オブジェクト
７９  バッフル
８６ａ  ＩＲ透過フィルタ
９０  開口部
９４  表面
１００，１００’  縁部照明レール
１０２  底部
１０４  平板
１０６  リード線
１０８  エラストマー部材
１１０  棚
１１２  凹面
１１４  縁部
１１６  へり
１２２  リード線
１２４ａ，１２４ｂ  リード線
１２６ａ，１２６ｂ  リード線
１２８ａ，１２８ｂ  リード線
１３０ａ，１３０ｂ  リード線
１４０  電源
１４４  カレントレギュレータ
１４６  リード線
【図１】
2006146888.tif 000003
【図２】
2006146888.tif 000004
【図３】
2006146888.tif 000005
【図４】
2006146888.tif 000006
【図５】
2006146888.tif 000007
【図６】
2006146888.tif 000008
【図７Ａ】
2006146888.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図８】
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